Recently, many countries have been interested in waste-to-energy policy and technology due to the economic crisis from high oil price and the demands on securing the sustainable energy sources. As one of the efforts to achieve the sustainable society and maintain low impact of global warming in Korea, the act on the promotion of saving and recycling resources was enacted to implemetnt the effective reduction of waste at source level, reduce, recycling and recovery of waste to energy. Attaining an efficient recovery of waste heat in a cogeneration plant from incineration facilities is important as a resource recovery of waste to energy. In this study, the waste heat recoveries changed by reducing feed pressure in incineration conditions were analyzed. As results, changing the operating condition in steam header resulted in stable heat supply and increase of waste heat recovery.

우리나라는 에너지의 97%를 수입하고 있어 에너지 의존도가 매우 높으나 폐기물의 발생량은 점차 증가하고 있어 효율적인 처리방안 강구가 시급한 실정이며 폐기물 에너지화 기술의 발전 및 증가추세 등을 감안할 때 그 중요성이 점차 증가하고 있다. 과거 폐기물 연료인 폐기물 고형연료(RDF), 폐플라스틱 고형연료(RPF) 폐목재(WCF), 폐타이어(TDF) 등으로 세분화되어 폐기물 운송에 따른 비산먼지와 제조 시 보관처리에 따른 악취 및 오염 또는 고형연료 연소 시 대기오염에 따른 다이옥신, 중금속 문제 등으로 사용 및 품질기준이 엄격히 제한되는 동시에, 낮은 효율 및 과다한 예산 등의 문제로 인해 연료로 사용하는데 많은 제약이 따르고 있다. 그러나 2013년 4월부터 모든 폐기물재활용 연료를 일반 SRF(Solid Recovery Fuel)와 바이오 SRF로 이분화하여 품질등급기준이 완화되었다. 그러므로 단순소각, 연료화, 물질 재활용 등 사용량에 급격한 증가가 예상되므로 전국 주요도시에서 발생하는 폐목재의 SRF로써의 잠재성을 평가하여 활용가능성을 진단하는 역할이 시급하다고 사료된다. 따라서 본 연구에서는 대전광역시에서 발생되는 폐목재의 에너지화를 통한 잠재력 분석 및 활용가능성 그에 따른 경제성을 평가하여 RPS(Renewable Portfolio Standard) 정책에 부응하는데 그 목적이 있다. 대전광역시에서 발생되는 폐목재는 임시보관장에서 해체작업을 거쳐 금고동 위생매립장의 폐목재 파쇄장에서 파쇄처리 후 음식물 퇴비화 수분조절제(톱밥) 및 소각장의 보조연료로 사용되고 있다. 이러한 용도로 사용되고 있는 대전광역시 내 폐목재에 대한 삼성분, 중금속 용출시험, 원소분석, 발열량분석 등을 통하여 대전광역시에서 발생하는 대형폐기물의 SRF적합성을 평가한 결과 수분함량이 평균 13.4wt.%로 성형품의 기준10 wt.% 이하를 초과하는 문제가 예상되나 임목폐기물(17.5 wt.%)를 제외하고 폐목재와 가구류만의 평균 11.35 wt.%로 충분한 시간 보관하여 자연건조 한다면 수분량이 기준이하로 감소 될 것으로 판단되고, 중금속, 원소분석, 발열량 검사결과 SRF기준에 부합하여 고형연료제품으로의 사용이 가능 할 것으로 사료된다. 이와 같은 대전광역시 발생 폐목재를 이용한 SRF를 이용하여 RDF 전용발전소･신형폐기물소각･신일동소각로의 발전효율을 비교한 결과 RDF 전용발전소 > 신일동소각로 > 신형폐기물소각순으로 절감효과를 기대할 수 있으나 “설치비용과 운전관리비용 등을 고려할 때 SRF를 제조하고 열에너지 이용을 위해 새롭게 전용보일러를 설치하는 것보다 기존 대형소각로를 대상으로 에너지 회수 효율을 높이거나 발전설비를 부착･보완하는 방안의 검토와 아울러 민간기업에 위탁하여 RDF 전용발전에의한 에너지를 절감 하는 것이 바람직하다”판단된다.

최근 고유가 시대를 맞아 신재생 에너지확보가 필요한 시점에 가연성 폐기물로부터 고형연료제품을 생산하여 대체연료로 활용하는 방안이 부상되고 있다. 폐기물을 에너지화하여 온실가스의 배출을 감소시키고, 온실가스 배출 감축량(CERs) 확보를 통한 국가 경쟁력을 높일 수 있다. 현 시점을 토대로 본 연구의 목적은 D군에서 발생되는 사업장 생활계폐기물의 질적 특성, 배출량 및 처리방법 등을 파악함으로써, 합리적인 폐기물 처리시설을 계획하기 위한 기초자료를 확보하는데 목적이 있다. 본 조사의 대상지역은 주거형태, 생활수준 그리고 당진군 사업장 생활폐기물 발생특성을 고려하여 도심 주거지역(공동주택1,2, 단독주택), 상업지역, 업무지역 등 대표성을 띠는 총 5개의 지역으로 나누었다. 본 조사에서 삼성분 분석결과, 함수율의 경우 공동주택지역 20.78%, 단독주택 19.58%, 상가지역 21.57%, 업무지역 12.66%으로 조사되었으며, 상가지역이 조금 높게, 업무지역에서 낮게 나타났다. 가연분 결과는 공동주택 53.58%, 단독주택 53.22%, 상가지역 50.55%, 업무지역 58.32%로 조사되었다. 회분조사 결과에는 공동주택 25.64%, 단독주택 27.20%, 상가지역 27.88%, 업무지역 29.02%로 나타났다. 4개 조사지점 평균 삼성분 함량은 함수율 18.65%, 가연분 53.92%, 회분 27.43%로 조사되었다. 발열량 분석결과, 고위발열량의 경우 공동주택 폐기물에서 4312.66kcal/kg, 단독주택 폐기물에서 2907.37 kcal/kg, 상가지역 폐기물에서 3554.10kcal/kg, 업무지역 폐기물에서 4477.81kcal/kg로 조사되었다. 저위발열량의 경우 공동주택폐기물에서 3675.31kcal/kg, 단독주택 폐기물에서 2643.32kcal/kg, 상가지역 폐기물에서 3554.10kcal/kg, 업무지역 폐기물에서 4108.32kcal/kg로 조사되었다. 4개 조사지점에서의 평균 고위발열량은 4015.27kcal/kg, 저위발열량은 4108.32kcal/kg으로 조사되었다. 입도분석 결과, 30mm이하인 폐기물은 전체의 평균 7.18%, 30~50mm은 16.06%, 50~80mm은 37.62%, 80~100mm은 16.92%, 100~200mm은 20.86%, 200mm 이상은 1.36%로 조사되었다. 5지역 모두 가장 많은 입도분포를 나타내는 부분은 50~80mm이고, 가장 적은 분포는 200mm이상에서 조사되었다. 평균 발열량은 환경부에서 지정한 고형연료제품의 등급기준 3,500~4,500kcal/kg인 4등급에 포함이 될 수 있는 수치를 보였다. 연료로의 기준치(6,000kcal/kg)의 및 석탄과 유사한 발열량을 보이기에는 부족한 점이 있어 발열량을 높일 수 있는 부분은 혼재하여 사용해야 할 것으로 사료되며, 입도분석의 결과 개괄적인 특성을 토대로 고형연료로서의 기준에 맞게 파쇄하여 성형을 해야 할 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 폐기물 고형연료(RDF)의 제작에 있어 기초자료로 사용될 수 있을 것이라 사료된다.

하수슬러지는 2006년 발표된 국토해양부 ｢육상폐기물 해양투기 관리 종합대책｣에 의거 2012년부터 해양배출이 전면 금지되었다. 2012년 하수슬러지 해양배출 전면 금지에 따라 규정에 의거 매립이 가능한 함수율 75%이하 슬러지는 금고동 매립장에 매립(일 최대 80톤) 건의, 잔여량(함수율 75% 초과)은 민간 폐기물 재활용(복토재 생산)업체에 위탁처리하고 있다. 처리비용 절감을 위한 위탁처리 부산물의 금고동 매립장 복토재 활용 검토와 슬러지 안정적 처리 방안 등을 도출하기 위해 이번 연구를 실시하였다. 본 연구의 내용 및 범위는 민간 폐기물 재활용업체에서 생산된 하수슬러지 부산물의 매립장 복토재 활용 방안이며, 고화토의 기본 물성을 실험하고 역학특성을 평가하여 연구를 진행하였으며 비중시험, pH시험, X-선 형광분석을 이용하여 물성을 실험하였다. 역학특성 평가는 수분함량측정, 일축압축강도시험, 투수시험, 악취시험을 통하여 평가 하였다. 고화물의 복토재 품질 검토 결과 고화처리물의 품질기준에는 만족하여 포설은 가능하나 악취 발생이 심각하여 민원 발생 가능 및 작업자의 안전에 위협을 주므로 반입 가능성은 매우 낮은 것으로 나타났으며, 향후 건조 연료화 시설의 건설/운영 전까지는 다수의 슬러지 처리방법 중 직매립과 고화 복토 방법이 가장 경제적이고 기술적으로 타당한 것으로 판단된다.

고유가 및 국제적 환경규제 강화와 더불어 우리나라는 2013년 온실가스 감축 의무대상국으로의 편입이 가시화되고 있다. 따라서 농업분야의 신재생에너지 사업기반 마련을 위해 가축분뇨를 비롯한 농축산바이오매스의 혐기성소화 방식을 통한 바이오가스 생산 및 에너지화 기술 개발의 필요성이 증대되고 있다. 또한 농업부문의 급속한 시장개방으로 외국산 축산물의 수입이 본격화됨에 따라 국내 축산업의 경쟁력 제고와 축산업 과정에서 필연적으로 발생하는 가축분뇨의 해양배출 금지에 대비한 육상처리시설 기반 확보가 필요하다. 가축분뇨 및 농축산바이오매스의 혐기성소화 기술 적용은 장래 해양배출 금지에 따른 처리시설 기반확보와 동시에 온실가스를 저감하는 환경적 기능, 메탄가스와 같은 재생에너지 생산 그리고 소화슬러지는 퇴･액비화 후 양질의 유기질 비료로 활용하는 등 자원순환 기능을 동시에 달성할 수 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 가축분뇨 및 농축산 바이오매스를 대상으로 회분식 혐기성소화 실험을 통해 각 연구대상 통합시료의 분해속도 및 생분해 특성을 평가하고, 가축분뇨 및 농축산바이오매스의 혐기성통합소화 플랜트 설계 기초자료를 제시하고자 하였다. 혐기성 통합 소화 대상 농축산바이오매스는 동계사료작물 청보리, 하계사료작물 사료용 옥수수, 가축분뇨는 우분을 연구대상으로 하였다. 가축분뇨와 Energy Crop의 혼합비는 VS기준으로 60 : 40이었으며, 식종균은 D시의 하수처리장의 중온혐기성소화균을 채취하여 순응적응시켜 이용하였다. 최종생분해도평가는 Graphical Statistic Analysis Method와 BMP Test를 적용하였다. 실험기간 120일동안 우분의 최종생분해도는 72~73%이었으며 가축분뇨와 사료작물의 혼합비 60:40 조건에서 우분+옥수수 통합시료는 83~85%, 우분+청보리 통합시료는 80%의 최종생분해도를 나타내었다. 우분의 전체 생분해성 유기물 중 빠르게 분해되는 분율(S1)은 78%으로 k1(0.087day-1)의 속도로 25일 안에 빠르게 분해하였으며, 느리게 분해되는 S2 분율은 22%로써 k2(0.004day-1)의 속도로 95일의 긴 시간동안 분해하였다. 우분+사료용 옥수수 통합시료(혼합비 60:40)의 S1은 25일 동안 BVS 중 80%가 0.090day-1(k1)의 속도로 빠르게 분해하였으며, S2는 95일 동안 k2, 0.004day-1의 속도로 BVS의 20%가 분해되었다. 우분+청보리 통합시료(혼합비 60:40)의 S1은 30일 동안 BVS 중 76%가 0.069day-1(k1)의 속도로 빠르게 분해하였으며, S2는 90일 동안 k2, 0.009day-1의 속도로 BVS의 24%가 분해되었다.

Over the past few decades, many scientists and environmental activists emphasized the importance of sustainable society and warned the global warming. As one of efforts to achieve the sustainable society and maintain no more of global warming, the RDF (Refuse Derived Fuel) production from domestic solid is taken into account seriously in Daejeon, Korea. Currently, the pay per throw system is active from 1995 and is quite stabilized. Recyclable wastes such as metal scraps, glass, papers, and fibers like clothes should be discarded separately and not be mixed with other types of waste being disposed of eventually. To assess the potential for the conversion of domestic solid waste into a heat source, i.e., RDF, the proximate analysis, the classification into 10 components, and the calculation of heat value based on the result of the elemental analysis were performed. Based on the preceding analysis, the domestic solid waste produced daily in Daejeon, Korea has a potential for conversion into an alternative energy source, RDF in technical aspect. Proper blending of combustibles, however, is necessary to enhance the heating value of RDF being produced and to be more viable in economic aspect.